红霉素是大环内酯类抗生素的代表，不仅在临床上有广泛的用途，作为医药中间体，它还是其他半合成抗生素的原料。但长期以来，红霉素的发酵单位比较低，二十年来仍未有大的突破，同时对我国红霉素生产企业来说，还存在着组分不合格的问题。本文以红霉素生产菌红霉糖多孢菌为研究对象，试图通过代谢工程和染色体重排技术提高红霉素的产量和改善其组分。 为了探讨影响红霉素组分的主要因素，我们克隆了两株不同来源的红霉素生产菌(E2和E3)中与组分相关的两个关键酶的基因，测序后进行序列对比分析，结果发现，与组分相关的两个酶：羟基化酶和甲基化酶，在这两个菌株中仅有一个核苷酸的差异，而两者启动子区并无差异。对其序列同源性分析和功能域保守区的分析结果表明，此突变位点均不在保守区内。同时，分析了两个不同菌株的甲基供体：S-腺苷甲硫氨酸(SAM)含量的差异，结果表明，两者具有明显的差异。通过加入过量的甲硫氨酸抑制SAM的合成，发现伴随着胞内SAM含量的下降红霉素A组分也具有明显的下降。因此，我们推断，胞内SAM含量可能是影响红霉素组分的一个关键因素。通过增加胞内的S-腺苷甲硫氨酸水平或许可以提高红霉素的产量并改善其组分。 于是在对两株不同来源的红霉糖多孢菌工业生产菌株建立起相对高效的转化系统。对原生质体转化，接合转移以及电穿孔的方法进行了尝试和优化。 基于前面的工作，我们将来源于S.spectabilis的S-腺苷甲硫氨酸合成酶(SAMs)基因通过位点特异性整合型载体整合于红霉糖多孢菌染色体上。外源的SAMs基因使细胞内S-腺苷甲硫氨酸水平显著增加，伴随着胞内S-腺苷甲硫氨酸含量增加，红霉素产生菌表现出一系列的生理变化。红霉素产量大大增加，同时，组分获得明显的改善。与出发菌株相比，红霉素的效价提高了132﹪，而杂质组分红霉素B的含量下降了30﹪。除此以外，红霉糖多孢菌的孢子形成受到了明显的抑制，色素产生增加，这些结果表明SAMs在链霉菌中可能是一种多效基因，参与了形态分化和生理分化等生命过程，其生理作用应该是多样化的。它对抗生素合成所表现出来的促进作用为我们提高其他抗生素的产量提供了一种新的思路。 对红霉素生产菌红霉糖多孢菌E3进行了代谢工程修饰，对其色素合成途径中的关键酶对羟基丙酮酸双加氧酶基因melA进行了阻断，通过筛选，获得了一株色素合成阻断株E4。在此基础上，我们对E4和整合有外源的SAMs基因的重组菌El进行了融合实验，通过利用各自载体上的遗传标记，获得了一株抗硫链丝菌素和阿泊拉霉素的双重抗性融合子E5。对这株融合子的生产能力做了初步的验证，结果发现E5的生产性能高于两株出发菌株E2和E3。